無損檢測概述

NDT （Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質和數量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術手段的總稱。從事無損檢測的人員需要接受專業的培訓，獲得資質才能持證上崗。各個國家、區域、機構針對無損檢測培訓資質認證均有不同的要求，受訓前應該了解清楚，選擇合適的標準、機構進行相關的培訓與考核。

一、什么是無損檢測？

無損檢測是工業發展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個國家的工業發展水平，其重要性已得到公認。我國在1978年11月成立了國內性的無損檢測學術組織——中國機械工程學會無損檢測分會。此外，冶金、電力、石油化工、船舶、宇航、核能等行業還成立了各自的無損檢測學會或協會；部分省、自治區、直轄市和地級市成立了省（市）級、地市級無損檢測學會或協會；東北、華東、西南等區域還各自成立了區域性的無損檢測學會或協會。我國目前開設無損檢測專業課程的高校有大連理科大學、西安工程大學、南昌航空大學等院校。在無損檢測的基礎理論研究和儀器設備開發方面，我國與世界先進國家之間仍有較大的差距，特別是在紅外、聲發射等高新技術檢測設備方面更是如此。

二、常用的無損檢測方法

射線照相檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)和液體滲透檢測(PT) 四種。其他無損檢測方法：渦流檢測(ET)、聲發射檢測（AT）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗（LT）、交流場測量技術（ACFMT）、漏磁檢驗（MFL)、遠場測試檢測方法（RFT)等。

無損檢測的應用特點

1.不損壞試件材質、結構無損檢測的*大特點就是能在不損壞試件材質、結構的前提下進行檢測，所以實施無損檢測后，產品的檢查率可以達到100%。但是，并不是所有需要測試的項目和指標都能進行無損檢測，無損檢測技術也有自身的局限性。某些試驗只能采用破壞性試驗，因此，在目前無損檢測還不能代替破壞性檢測。也就是說，對一個工件、材料、機器設備的評價，必須把無損檢測的結果與破壞性試驗的結果互相對比和配合，才能作出準確的評定。

2.正確選用實施無損檢測的時機

在無損檢測時，必須根據無損檢測的目的，正確選擇無損檢測實施的時機。

3.正確選用*適當的無損檢測方法由于各種檢測方法都具有一定的特點，為提高檢測結果可靠性，應根據設備材質、制造方法、工作介質、使用條件和失效模式，預計可能產生的缺陷種類、形狀、部位和取向，選擇合適的無損檢測方法。

4.綜合應用各種無損檢測方法任何一種無損檢測方法都不是萬能的，每種方法都有自己的優點和缺點。應盡可能多用幾種檢測方法，互相取長補短，以保障承壓設備**運行。此外在無損檢測的應用中，還應充分認識到，檢測的目的不是片面追求過高要求的“高質量”，而是應在充分保證**性和合適風險率的前提下，著重考慮其經濟性。只有這樣，無損檢測在承壓設備的應用才能達到預期目的。

常用的無損檢測方法　　

無損檢測方法很多，據美國國家宇航局調研分析，其認為可分為六大類約70余種。但在實際應用中比較常見的有以下五種，也就是我們所說的常規的無損檢測方法：

常規無損檢測方法

目視檢測 Visual Testing （縮寫 VT）；

超聲檢測 Ultrasonic Testing（縮寫 UT）；

射線檢測Radiographic Testing（縮寫 RT）；

磁粉檢測 Magnetic particle Testing（縮寫 MT）；

滲透檢測 Penetrant Testing （縮寫 PT）；

渦流檢測 Eddy Current Testing （縮寫 ET）；

聲發射 Acoustic emission (縮寫 AE） 。

1、目視檢測（VT）

是國內實施的比較少，但在國際上非常重視的無損檢測**階段首要方法。按照國際慣例，目視檢測要先做，以確認不會影響后面的檢驗，再接著做四大常規檢驗。例如BINDT的PCN認證，就有專門的VT1、2、3級考核，更有專門的持證要求。經過***的培訓，其VT檢測技術會比較專業，而且很受國際機構的重視。

VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評定標準，都是可以通過目測和直接測量尺寸來做初步檢驗，發現咬邊等不合格的外觀缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的儀器檢測。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多，而鍛件就很少，并且其檢查標準是基本相符的

2、超聲波檢測（UT）

(1)、超聲波檢測的定義：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷監測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術。

(2)、超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。

a.聲源產生超聲波，采用一定的方式使超聲波進入試件；

b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；

c.改變后的超聲波通過檢測設備被接收，并可對其進行處理和分析；

d.根據接收的超聲波的特征，評估試件本身及其內部是否存在缺陷及缺陷的特性。

(3)、超聲波檢測的優點：

a.適用于金屬、非金屬和復合材料等多種制件的無損檢測；

b.穿透能力強，可對較大厚度范圍內的試件內部缺陷進行檢測。如對金屬材料，可檢測厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件；

c.缺陷定位較準確；

d.對面積型缺陷的檢出率較高； e.靈敏度高，可檢測試件內部尺寸很小的缺陷；

f.檢測成本低、速度快，設備輕便，對人體及環境無害，現場使用較方便。

(4)、超聲波檢測的局限性：

a.對試件中的缺陷進行**的定性、定量仍須作深入研究；

b.對具有復雜形狀或不規則外形的試件進行超聲檢測有困難；

c.缺陷的位置、取向和形狀對檢測結果有一定影響；

d.材質、晶粒度等對檢測有較大影響；

e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測時結果顯示不直觀，且檢測結果無直接見證記錄。

(5)、超聲檢測的適用范圍：

a.從檢測對象的材料來說，可用于金屬、非金屬和復合材料；

b.從檢測對象的制造工藝來說，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結件等；

c.從檢測對象的形狀來說，可用于板材、棒材、管材等；

d.從檢測對象的尺寸來說，厚度可小至1mm，也可大至幾米；

e.從缺陷部位來說，既可以是表面缺陷，也可以是內部缺陷

3、射線照相法（RT）

是指用X射線或g射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法，該方法是*基本的，應用*廣泛的一種非破壞性檢驗方法。

(1)、射線照相檢驗法的原理：射線能穿透肉眼無法穿透的物質使膠片感光，當X射線或r射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛影，由于不同密度的物質對射線的吸收系數不同，照射到膠片各處的射線能量也就會產生差異，便可根據暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。

(2)、射線照相法的特點：射線照相法的優點和局限性總結如下：

a.可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準確，對長度、寬度尺寸的定量也比較準確；

b.檢測結果有直接記錄，可長期保存；

c. 對體積型缺陷（氣孔、夾渣、夾鎢、燒穿、咬邊、焊瘤、凹坑等）檢出率很高，對面積型缺陷（未焊透、未熔合、裂紋等），如果照相角度不適當，容易漏檢；

d.適宜檢驗厚度較薄的工件而不宜較厚的工件，因為檢驗厚工件需要高能量的射線設備，而且隨著厚度的增加，其檢驗靈敏度也會下降；

e.適宜檢驗對接焊縫，不適宜檢驗角焊縫以及板材、棒材、鍛件等；

f.對缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難；

g.檢測成本高、速度慢；

h.具有輻射生物效應，能夠殺傷生物細胞，損害生物組織，危及生物器官的正常功能。

總的來說，RT的特性是——定性更準確，有可供長期保存的直觀圖像，總體成本相對較高，而且射線對人體有害，檢驗速度會較慢。

無損檢測X光機

用于工業部門的工業檢驗X光機通常為工業無損檢測X光機（無損耗檢測），此類便攜式X光機可以檢測各類工業元器件、電子元件、電路內部。例如插座插頭橡膠內部線路連接，二極管內部焊接等的檢測。BJI-XZ、BJI-UC等工業檢測X光機是可連接電腦進行圖像處理的X光機，此類工業檢測便攜式X光機為工廠家電維修領域提供了出色的解決方案。

4、磁粉檢測（MT）

(1). 磁粉檢測的原理：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出

不連續性的位置、形狀和大小。

(2). 磁粉檢測的適用性和局限性：

a.磁粉探傷適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測出長0.1mm、寬為微米級的裂紋），目視難以看出的不連續性。

b.磁粉檢測可對原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測，還可對板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進行檢測。

c.可發現裂紋、夾雜、發紋、白點、折疊、冷隔和疏松等缺陷。

d.磁粉檢測不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發現。

5、滲透檢測（PT）

(1).液體滲透檢測的基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細管作用下，經過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被現實，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。

(2).滲透檢測的優點：

a.可檢測各種材料，金屬、非金屬材料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、軋制等加工方式；

b.具有較高的靈敏度（可發現0.1μm寬缺陷）

c.顯示直觀、操作方便、檢測費用低。

(3).滲透檢測的缺點及局限性：

a.它只能檢出表面開口的缺陷；

b.不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；

c.滲透檢測只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實際深度，因而很難對缺陷做出定量評價。檢出結果受操作者的影響也較大。

6、渦流檢測（ET）

(1).渦流檢測的基本原理：將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外（見圖）。這時線圈內及其附近將產生交變磁場，使試件中產生呈旋渦狀的感應交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關外，還取決于試件的電導率、磁導率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，用一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關電導率、缺陷、材質狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流，具有集膚效應，所檢測到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。

(2).應用：按試件的形狀和檢測目的的不同，可采用不同形式的線圈,通常有穿過式、探頭式和插入式線圈3種。穿過式線圈用來檢測管材、棒材和線材，它的內徑略大于被檢物件，使用時使被檢物體以一定的速度在線圈內通過，可發現裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。探頭式線圈適用于對試件進行局部探測。應用時線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機起落撐桿內筒上和渦輪發動機葉片上的疲勞裂紋等。插入式線圈也稱內部探頭，放在管子或零件的孔內用來作內壁檢測，可用于檢查各種管道內壁的腐蝕程度等。為了提高檢測靈敏度，探頭式和插入式線圈大多裝有磁芯。渦流法主要用于生產線上的金屬管、棒、線的快速檢測以及大批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷（這時除渦流儀器外尚須配備自動裝卸和傳送的機械裝置）、材質分選和硬度測量，也可用來測量鍍層和涂膜的厚度。

(3)優缺點：渦流檢測時線圈不需與被測物直接接觸，可進行高速檢測,易于實現自動化,但不適用于形狀復雜的零件,而且只能檢測導電材料的表面和近表面缺陷,檢測結果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。

7、聲發射AE是一種新增的無損檢測方法，通過材料內部的裂紋擴張等發出的聲音進行檢測。主要用于檢測在用設備、器件的缺陷即缺陷發展情況，以判斷其良好性。

非常規無損檢測方法

聲發射 Acoustic Emission(縮寫 AE)；

渦流檢測Eddy current Testing （縮寫 ET）

泄漏檢測 Leak Testing（縮寫 LT）；

衍射波時差法超聲檢測技術Time of Flight Diffraction (縮寫 TOFD)；

導波檢測Guided Wave Testing；